BeH2與小分子間雙氫鍵的理論研究

馮 璐

(遼寧石化職業技術學院，遼寧 錦州 121000)

BeH2與小分子間雙氫鍵的理論研究

馮 璐

(遼寧石化職業技術學院，遼寧 錦州 121000)

本文選擇BeH2…HY(Y=CH3，C2H3，C2H，CN，NC)體系進行系統研究，探討體系內H…H距離與體系相互作用能之間的變化規律。對雙氫鍵體系的系統的理論研究能為人們進一步揭示H…H相互作用的本質提供更多更詳實的證據。

雙氫鍵 從頭計算 密度泛函理論 分子間作用能

雙氫鍵的成鍵情況特殊，仍具有飽和性和方向性，一些雙氫鍵的強度與常規氫鍵的強度相當，這使得雙氫鍵能影響物質的結構、反映性及選擇性，因而在催化和晶體工程等領域具有潛在的應用背景[1]。

本文對BeH2…HY(Y=CH3，C2H3，C2H，CN，NC)復合物在MP2/6-311++g(3df，2p)和B3LYP/6-311++g(3df，2p)水平進行幾何構型優化，通過頻率驗證得到沒有虛頻的結構(如圖1所示)，計算該復合物體系的鍵能De、離解能D0和相互作用能Eint，并分析體系鍵能與H…H距離之間的變化規律。

1.計算方法

復合物體系分子間作用能(De)的計算公式為：

De=E(X—H…H—Y)-[E(XH)+E(HY)]

對鍵能De進行零點能ZPE(zero-pointvibrationalenergy)校正得到離解能D0。基函數重疊誤差BSSE(BasisSetSuperpositionError)校正的相互作用能Eint是采用Boys和Bernardi提出的均衡校正法計算得到的。需要注意的是，本文中計算的鍵能De、離解能D0和相互作用能Eint都沒有考慮形變能(deformationenergies)，這是由于單獨優化的單體結構與復合物中單體的結構其差別是很微小的[2]。本文相關計算均采用Gaussian03程序包完成。

H—Be—H…H—Y

圖1BeH2…HY(Y=CH3，C2H3，
C2H，CN，NC)體系的優化幾何結構

2.結果與討論

表1列出了鍵能De，離解能D0和相互作用能Eint。文獻中BeH2…HY體系的能量也列于表中。從表1中的數據我們看出，BeH2…CH4體系和BeH2…C2H4體系的鍵能很小，經過零點能校正后的能量甚至是負值，結合表1中的H…H間距離(大于2.4)，都說明BeH2…CH4體系和BeH2…C2H4體系的相互作用非常弱，不屬于雙氫鍵相互作用，屬于弱的范德華相互作用。……